定向碳納米管/炭納米復(fù)合材料形貌和顯微結(jié)構(gòu)

編號(hào)：NMJS00382

篇名：定向碳納米管/炭納米復(fù)合材料形貌和顯微結(jié)構(gòu)

作者：李志; 鞏前明; 王野; 吳建軍; 梁吉; 黃啟忠; 熊翔; 黃伯云;

關(guān)鍵詞：定向碳納米管; 炭/炭; 熱解炭; 納米復(fù)合材料; 微觀結(jié)構(gòu);

機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)機(jī)械系; 清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; Department; Materials; Science; Engineering; Cornell; University; Ithac

摘要： 以CVD法定向碳納米管(ACNTs)陣列為骨架,利用化學(xué)氣相滲透(CVI)工藝制備了新型定向碳納米管/炭(ACNT/C)納米復(fù)合材料。通過(guò)偏光金相顯微鏡(PLM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、X射線衍射(XRD)和Raman光譜等分析方法對(duì)其顯微結(jié)構(gòu)和熱解炭沉積機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:所制ACNT/C納米復(fù)合材料的熱解炭結(jié)構(gòu)主要為類(lèi)粗糙層結(jié)構(gòu),圍繞碳納米管生長(zhǎng)的熱解炭石墨層片結(jié)構(gòu)清晰,并且碳納米管和熱解炭之間具有良好的界面結(jié)合;而在相同工藝條件下圍繞炭纖維生長(zhǎng)的熱解炭為典型的光滑層結(jié)構(gòu)。這可能是由于在熱解炭沉積過(guò)程中存在碳納米管誘導(dǎo)沉積過(guò)程,即沿著碳納米管徑向的離域化共軛π鍵和具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的芳香族大分子通過(guò)π-π非共價(jià)鍵作用相結(jié)合,并在CNTs納米尺寸的影響下,芳香族大分子按照軟取向(Softepitaxy)圍繞碳納米管生成環(huán)形層片狀類(lèi)石墨結(jié)構(gòu)的熱解炭。該研究結(jié)果有望為熱解炭的可控沉積起到一定的借鑒作用。